כפה-הדפסת ניתוח של הקלטות חדות-משופרת (PrAnCER): בעלות נמוכה, גישה לפתוח מערכת ניתוח הילוך אוטומטי להערכת לקויי מנוע

אנו מציגים מערכת ניתוח הליכה חדשה שהיא אלטרנטיבה ידידותית למשתמש, סבירה ומדויקת למערכות הליכה מסחריות. השימוש ברצפה חצי-רכה בתאורה נכונה יוצר הדפסי כפות רגליים בעלי ניגודיות גבוהה תוך טשטוש גופו של בעל החיים. המערכת שלנו יכולה לשמש להערכת תפקוד מוטורי במגוון רחב של מודלים של פציעות ומחלות, כגון חוט השדרה או נזק עצבי, מחלות ניווניות והפרעות נוירומוסקולריות.

ניתן להתאים בקלות הן את מנגנון ההליכה שלנו והן את התוכנית האוטומטית PrAnCER כך שיתאימו לתקנות שונות או למודלים של בעלי חיים. כדי להקים שביל ניתוח הליכה, הנח שביל פלקסיגלס סגור ברור על רצפת פרספקס ברורה וכפה את הרצפה עם חתיכת קלף טיוטה במשקל 16 פאונד שנחתך באותו רוחב כמו שביל ההליכה. לאחר מכן, למקם מצלמה עם לפחות 30 מסגרות לשנייה קצב מסגרת ישירות מתחת למסלול כדי ללכוד את אמצע המסלול ולאבטח רצועה של אור 12 וולט פולט אורות דיודה עם 18 דיודות פולטות אור לכל רגל במרחק של כ -2 אינץ 'מעל הרצפה של שביל ההליכה כדי לחסל את המסלול.

כדי לתרגל את בעלי החיים אל שביל ההליכה, מניחים את כלוב בית החולדות במפלס פני השטח בסוף שביל ההליכה כדי לשמש כתיבת שער ולאפשר לחולדה ללכת מהיד לאורך שביל ההליכה אל כלוב הבית. חולדות לעיתים קרובות יעצרו בסוף השביל להסתכל מסביב לפני לקפוץ לתוך כלוב הבית. אם חולדה לוקחת יותר מדקה לצאת מהנתב, עודד את החיה להיכנס לכלוב הביתי עם דחיפה עדינה.

אם החולדה מסתובבת, השתמש בפיסת פרספקס קטנה כדי לחסום את סוף ההתחלה של שביל ההליכה. כאשר החולדות מרגישות בנוח לחצות את שביל ההליכה בקצב קבוע ללא הקפאה, התאימו את ההגדרות בתוכנת מצלמת האינטרנט כדי להשיג את התמונה הברורה ביותר של הדפסי הכפות והקליטו כל ריצה בנפרד, תיוג הריצות המתאימות לשימוש עם תוכנית הניתוח האוטומטית. לאחר אישור כי אין כתמים או פסולת על קלף, להתחיל להקליט כמה שניות לפני החולדה נכנסת לשוליים ולעצור פעם אחת החולדה יוצאת שביל ההליכה ונכנסת לכלוב הבית.

חשוב לוודא שהסרטונים המוקלטים לוכדים לפחות ארבעה שלבים רצופים המתרחשים ללא הפסקה או האצה כדי לשקף במדויק את התפקוד המוטורי של החיה. לנגב את שביל עם אתנול אחרי כל חולדה, החלפת קלף לפי הצורך. לניתוח הקלטות ההליכה, מקם את כל קטעי הווידאו כדי לנתח בתיקיה אחת ולהפעיל את ניתוח הדפסת הכפות של הקלטות משופרות ניגודיות, או PrAnCER, תסריט פייתון.

בתפריט הנפתח, לחץ על בחר תיקיה כדי לבחור את תיקיית הסרטונים ובחר את האפשרויות המותאמות אישית המתאימות לניתוח כרצונך. לחץ על המשך בסיום. כדי להגדיר אזור מעניין בתמונה של שביל ההליכה, לחץ שמאלה כדי להגדיר קצה עליון ולחץ באמצעות לחצן העכבר הימני כדי להגדיר קצה תחתון.

אם התיבה שמופיעה נכונה, הקש N כדי להמשיך. התוכנית תפעל באופן אוטומטי. לאחר השלמת PrAnCER, לחץ על הזן במסוף כדי לסיים את התוכנית.

לאחר מכן, לסקור באופן ידני את פלט התמונות על ידי PrAnCER על ידי הפעלת סקריפט פייתון, ממשק משתמש גרפי עורך הליכה ובחירת קובץ MP4 המתאים עבור כל וידאו. תקן הדפסות שגויות או ממוזגות לפי הצורך. כדי לחלץ פרמטרים מרחביים והליכה זמנית, הפעל את מנתח הפרמטרים של סקריפט פייתון ובחר את מספר ההדפסות האחוריות לניתוח ואת תיקיית הסרטונים לניתוח.

לאחר מכן, לחץ על המשך כדי ליצור פלט של קובץ csv עבור כל סרטון וידאו המכיל מספר פרמטרים נפוצים של הליכה. אמנם לא זהה ניקוד ידני, PrAnCER מבצעת בדיוק גבוה ומייצרת אמצעים אמינים של הליכה. תוצאות מקבוצה של סרטוני בקרה מוצגות כאן להשוואה.

ניתוח PrAnCER של אורך הצעד לא היה שונה באופן משמעותי ניקוד ידני, אבל היה הבדל משמעותי שנצפה בבסיס מדידת התמיכה. סביר להניח ש הסיבה לכך היא שונות בבחירה המרכזית במקום שגיאות זיהוי. בבעלי חיים שטופלו haloperidol במינון גבוה, עלייה משמעותית באורך הצעד ואת אזור המגע המרבי הוא ציין.

בעלי חיים שניתנו הלופרידול במינון נמוך גם להפגין עלייה משמעותית משך העמידה ואת אזור המגע המרבי. בנוסף, קיים הבדל משמעותי בין תנאי הלופרידול במינון גבוה ונמוך בבסיס התמיכה, אזור מגע מרבי ופרמטרים של הליכה למרחקים בין-אלימים. בעוד PrAnCER כבר מנתח פרמטרים נפוצים רבים של הליכה מרחבית, ניתן לשנות את הקוד כדי להעריך את כל מאפייני ההליכה הנוספים שהמשתמש רוצה.

אנו מקווים שהמערכת שלנו תהפוך את ניתוח ההליכה לנגיש יותר לחוקרים ה שרוצים דרך פשוטה ובמחיר סביר למדוד את התפקוד המוטורי.